موقعیت یابی منبع صوت در آرایه میکروفنی با استفاده از روش مثلثاتی جایگزین روش معادلات هیپربولیک

یکی از روش های یافتن اهداف متحرک و تهاجمی دشمن، استفاده از دستگاه های موقعیت یابی است. یافتن موقعیت این اهداف با استفاده از صوت منتشر شده از آنها، یکی از راهکارهای پدافند غیرعامل برای مقابله و پیشگیری از تهاجم دشمن است. این نوع شناسایی به صورت غیرفعال و بدون ارسال سیگنال صورت پذیرفته و روشی ساده برای بازدارندگی و پدافند غیرعامل است. از سیگنال های صوتی منتشر شده توسط یک منبع صوتی، می توان به وسیله اندازه گیری اختلاف زمان دریافت صوت در آرایه میکروفنی، جهت و موقعیت مکانی منبع را تخمین زد. به دلیل وجود فاصله بین میکروفن ها در آرایه، صوت با زمان های متفاوتی به میکروفن ها می رسد. روش های مختلفی برای تخمین اختلاف زمان دریافت صوت در میکروفن ها وجود دارد. مکان هندسی موقعیت منبع صوتی که چنین اختلاف زمانی را به وجود می آورد، به صورت یک هذلولی تعریف شده است. موقعیت منبع صوت به وسیله حل مجموعه معادلات غیرخطی حاصل از این هذلولی ها، به دست می آید. الگوریتم های موقعیت یابی صوتی عموما به دنبال حل این معادلات با استفاده از خطی سازی و تقارن هندسی هستند. در این تحقیق برای به دست آوردن موقعیت منبع صوت، از روابط مثلثاتی حاصل از تقارن هندسی موجود در آرایه میکروفنی چهار جزئی به جای معادلات هذلولی غیر خطی استفاده شده است. نتیجه ها نشان می دهد که روش مثلثاتی جایگزین، دارای دقت بیشتری نسبت به روش معادلات پیچیده هیپربولیک است. هم چنین بار محاسباتی الگوریتم را نیز به شدت کاهش داده است و نویزپذیری کمتری دارد. میانگین خطای حاصل از نویز در روش هیپربولیک 1/13درصد و در روش مثلثاتی 9/8 درصد است.

کلیدواژه ها:

موقعیت یابی صوتی ، منبع صوت ، آرایه میکروفنی ، معادلات هیپربولیک ، روش مثلثاتی